Aklimasi Tanaman Reaumuria Soongorica

Anatomis,morfologi dan metabolisme dalam aklimasi tanaman
Reaumuria Soongorica selama dehidrasi dan rehidrasi

Y.B. Liu, G . Wang, J . Liu, X . Zhao, H.J. Tan, X.R. Li

            Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim., Semak berkayu yang ditemukan secara luas di daerah semi-kering dari Cina, berat dari organ vegetatif bisa bertahan pengeringan. Mereka mempelajari anatomi, morfologi dan metabolik acclimation of R. soongorica dalam daun dan jaringan batang selama pengeringan. Selama dehidrasi di daun, mesofil dan choloroplast ultrastruktur terganggu tapi tidak di batang. Jaringan penyimpanan air yang kaya zat osmotik di kedua organ. Setelah pengeringan, gelembung-gelembung di batang osmophilic menghilang dan proses perbaikan yang diamati dalam Floem. Stomata sangat khusus, yang berbentuk cincin dan dibesarkan, ditemukan untuk memperluas terhidrasi di batang dan daun-daun kering. Kelenjar yang banyak terdapat pada daun-daun yang dianggap berperan dalam toleransi pengeringan. 

            Resonansi magnetik nuklir (NMR) data menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi sukrosa dengan stres, yang mungkin mengakibatkan konsentrasi osmotik lebih tinggi zat dalam jaringan penyimpanan air. Malate dan prolin, yang terkumpul di batang air selama kerugian, mungkin memainkan peran utama dalam Osmoregulasi. Sebagai kesimpulan, batang tidak hanya mampu untuk mempertahankan integritas struktural dari sel-sel mesofil dan kloroplas selama dehidrasi, tetapi juga untuk memperbaiki struktur Floem rewatering. Batang juga akumulasi produk metabolik yang memainkan peran dalam Osmoregulasi. Semua temuan ini menunjukkan bahwa batang merupakan organ penting untuk kelangsungan hidup defisit air.

            Kombinasi anatomis, morfologi dan adaptasi metabolik penting bagi acclimation R. soongorica untuk ariddesert lingkungan.  Daun dan batang mengumpulkan banyak osmophilic besar gelembung-gelembung dalam jaringan penyimpanan air ketika mengalami stres, tetapi pengawetan melalui proses pengeringan menyebabkan kerusakan parah pada daun-daun, di mana sel-sel l mesophyl menyimpang dan kaya dalam ruang udara. Namun, tidak ada kerusakan terlihat di Floem batang. Sel menunjukkan susunan struktural yang lebih ketat daripada yang ada di tanaman kontrol, kecuali untuk rongga dalam xilem. Gelembung-gelembung Osmophilic menempati bagian terbesar dari Floem. Pada rewatering, yang terorganisir dengan baik struktur Floem terganggu dan menunjukkan proses perbaikan. Kami percaya bahwa hilangnya gelembung-gelembung osmophilic adalah karena potensi osmotik yang rendah. Setelah rehidrasi, gelembung-gelembung yang osmophilic mungkin telah menyerap begitu banyak air dari ruang eksternal yang mengelilingi mereka ketuban pecah.  Analisis Micromorphological mengungkapkan kepadatan tinggi kelenjar di permukaan kedua DNS dan daun dehidrasi. Kelenjar serupa sebelumnya telah dilaporkan (Vicre 'et al., 2004a) Dalam pabrik kebangkitan C. wilmsii, dan yang dianggap berperan dalam pengeringan toleransi. Temuan tak terduga adalah bahwa pembukaan drastis kecil berbentuk cincin dan mengangkat stomata hanya menunjukkan pada permukaan daun dan berat kering batang kendali. Kepadatan stomata pada daun kering sangat rendah, sementara sebagian besar stomata batang mengendalikan terjebak dalam lipatan epidermis. Untuk menjaga kadar air internal mereka, banyak xerophytes kaya dalam serum dan mengembangkan stomata pada epidermis daun lokal depresi atau di kriptus (Wang dan Wang, 1989). R. soongorica menunjukkan stomata sangat khusus dibandingkan dengan xerophytes lain. Mereka berasumsi bahwa ini mengangkat stomata mungkin lebih sensitif terhadap kondisi kelembaban udara.

            Sel-sel penjaga di epidermis daun ketika stomata tertutup. Sebuah proses untuk air utama perekonomian adalah pengurangan transpirasi oleh penutupan stomata. Namun, dalam daun kering R. soongorica, stomata sebagian besar terbuka. Fenomena seperti digambarkan untuk C. wilmsii (Vicre 'et al., 2004a). Banyak xerophytes kaya dalam serum dan mengembangkan stomata pada epidermis daun lokal depresi atau incrypts (Wang dan Wang, 1989). R. soongorica menunjukkan stomata sangat khusus dibandingkan dengan xerophytes lain. Kita berasumsi bahwa ini mengangkat stomata mungkin lebih sensitif terhadap kondisi kelembaban udara. Sel-sel penjaga gua di epidermis daun ketika stomata tertutup. Sebuah proses untuk air utama perekonomian adalah pengurangan transpirasi oleh penutupan stomata. Namun, dalam daun kering R. soongorica, stomata sebagian besar terbuka. Fenomena seperti digambarkan untuk C. wilmsii (ﾂ ｴ Vicre et al., 2004a). Hal ini menunjukkan bahwa R. soongorica mempertahankan turgor sel dengan menurunkan potensial osmotik sel, menutup stomata batang dan membuka signifikasi jumlah stomata daun, mungkin mempertahankan penyerapan CO2. 

            Banyak papila besar yang diamati pada epidermis batang yang kering, tapi fungsi mereka tidak diketahui dan tidak ada laporan mengenai fenomena ini dalam spesies serupa lainnya. Pengeringan menunjukkan efek yang kuat pada kloroplas daun ultrastruktur dalam jaringan, termasuk gangguan dari luar struktur membran dan stroma. Tidak ada kerusakan struktur kloroplas diamati pada batang. Hal ini dimungkinkan bahwa kemampuan untuk menjaga integritas dalam batang kloroplas memungkinkan pemulihan yang cepat fotosintesis pada rehidrasi. Fenomena ini juga telah dilaporkan dalam kebangkitan pakis Polypodium polypoides (muslin dan Homann, 1992), yang resurrecti pada lumut Tortularuralis (membutakan et al., 1992) dan banyak phyllous kebangkitan homoiochloro tanaman seperti Boeahygrometrica (Deng et al., 2000) dan Ramonda serbica (Gesneria ceae) (Markovska et al., 1994). Yang kloroplas R. soongorica di kedua daun dan batang hanya menunjukkan stroma tilakoid tapi tidak Grana, yang mungkin berkorelasi dengan sejarah evolusi R. soongorica di lingkungan gurun.

            Untuk membedakan akumulasi metabolit terkait dengan Osmoregulasi dari proses konsentrasi sederhana yang menyertai kehilangan air, NMR sp ectroscopy dipilih dalam studi ini.Spektroskopi NMR dapat digunakan untuk analisis terhadap komposisi atau metabolisme jaringan tanaman, yang memungkinkan identifikasi tumbuhan paling banyak metabolit dan penetapan perubahan konsentrasi yang disebabkan oleh gangguan lingkungan (Bligny dan Douce, 2001; Rat Cliffe dan Sha char-Hil l, 2001). Tanaman dalam kondisi kering mencapai potensi osmotik sel rendah oleh mengakumulasi zat terlarut, seperti karbohidrat, asam organik, asam amino, fenol, dll, untuk menjaga turgor sel dan dengan demikian menyebabkan pembukaan stomata (Chartzoula kis et al., 1999; Kameli dan Los el, 1995; Patakas dan Noitsakis, 1999).

           Sukrosa, selain kemampuannya untuk menstabilkan enzim struktur selular dalam ketiadaan air, dapat juga berubah menjadi kaca isi sel dan menstabilkan struktur sel internal (Cowre et al., 1998). Beberapa tanaman kebangkitan mampu mengumpulkan jumlah besar pada jaringan sukrosa (Scott, 2000). Dalam R. soongorica, mungkin akumulasi sukrosa hasil dalam stabilisasi struktur sel. Selama dehidrasi, kadar glukosa meningkat dalam batang, tetapi menurun dalam daun, menunjukkan bahwa mungkin glukosa penyimpanan sementara karbohidrat.
Konsentrasi dari beberapa asam organik juga bervariasi signifikasi terhidrasi dan tanaman dehidrasi. Malate, yang sering tampaknya meningkatkan kondisi stres tanaman yang menampilkan penyesuaian osmotik (Gebre dan Tschaplisnki, 2002), penurunan dalam R. soongorica daun selama dehidrasi. Ini yang mungkin berhubungan dengan aparat fotosintesis terganggu. Sebagai alternatif produk akhir dari glikolisis, malat dianggap sebagai indikator yang baik dari kapasitas fotosintetik (Patonnier et al., 1999). Prolin berpotensi memainkan peran dalam mengekspresikan gen antioxidative ion dan sistem pertahanan (Hare et al., 1999; Hong et al., 2000). Peningkatan kadar prolin dapat membantu dalam penyesuaian osmotik selama pengeringan.